殼程傳熱係數

簡捷圖解法

列線圖的精確度在計算值內3-4%。主要優點為簡捷，在一分鐘內即可找出殼程傳熱係數，尤其是不需要套用往往不合適或不夠誰確的流體熱性質。

對摺流板切去面積為25%的殼程傳熱係數，可用Kern法以方程式(1)表示

然而，當用於粘度隨溫度變化不大，特別是通過流體膜的溫度降不大時，可近似的將（μ_wall/μ_buck）值視為1，而誤差很小。

同時，曾發現(j_H)值可用僅與雷諾數成直線函式的關係來表示。假定為直線法則，雖稍有偏差，但可使方程式(1)右方數值寫成為僅與雷諾有關以得到相當簡單的傳熱係數方程式。

R_e和j_H之間的直線關係，可表示為

由方程式(1)得

由式 (2) 和 (3) 得

根據方程式：

其中：K—傳熱係數，kJ/m²·K；
Q—吸收的熱量，kJ，可以從模擬結果中直接獲取；
A—換熱管的表面積，m²；
Δt_m—平均對數傳熱溫差，K。

1、管徑對傳熱係數的影響

隨著管徑的增大，那么傳熱係數是下降的，而且下降很大。很明顯，管徑越大傳熱係數也就越小，而且隨著管徑的增大如果芯管直徑一定時，那么，徑向尺寸也會隨之變大，對換熱器的設計是不利的。所以在工況允許下儘量採用小管徑的繞管。

2、纏繞角度對傳熱係數的影響

纏繞角度對整個換熱器外形尺寸由較大的影響，是繞管式換熱器需要考慮的主要因素。

在其他尺寸一定的時候，隨著繞度的變化，傳熱係數K也是隨之變化。繞度越大，傳熱係數也隨之變大，但是變化的數值不是很大。所以，考慮到換熱器的尺寸設計的情況允許下，可以考慮適當的加大繞度，但效果不會改善很多。

3、不同徑向比對傳熱係數的影響

在其他尺寸一定的時候，隨著徑向比的變化，傳熱係數K也是隨之變化。徑向比越大，傳熱係數也隨之變小，但是變化的數值不是很大。所以，考慮到換熱器的工況情況允許下，可以考慮減小繞管的徑向比，雖然效果不會改善很多，但是換熱器做的緊湊，可以減小換熱器尺寸。

（1）在同一冷水流量和同一殼程的條件下，橢圓管換熱器的殼程傳熱係數低於螺旋折流板換熱器和弓形折流板換熱器。例如，當殼程流量為9m³/h時，橢圓管換熱器的殼程傳熱係數比換熱效率較低的弓形旋折流板換熱器降低了15.6%。

（2）在同一冷水流量的試驗條件下，橢圓管換熱器的壓降小於螺旋折流板換熱器和弓形折流板換熱器壓降，並且隨著冷水流量的增加，橢圓管換熱器的壓降低得越明顯。例如，當殼程流量為9m³/h時，橢圓管換熱器的壓降比壓降較小的25°有泄流槽螺旋折流板換熱器降低了47.1%。

（3）在相同殼程流量下比較殼程單位壓降下的傳熱係數，橢圓管遠遠高於螺旋折流板換熱器和弓形折流板換熱器。例如，當殼程流量為9m³/h時，橢圓管換熱器的單位壓降下的殼程傳熱係數比單位壓降下的傳熱係數較高的25°有泄流槽螺旋折流板換熱器提高了58.5%。